sar回波模拟中回波信号多普勒相位计算方法在fpga上的实现

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1、第29卷第11期信号处理V01．29No．112013年11月JOURNALOFSIGNALPROCESSINGNov．2013SAR回波模拟中回波信号多普勒相位计算方法在FPGA上的实现赵红徐寅晖曾大治王惠周超(北京理工大学信息与电子学院，北京100081)摘要：多普勒相位作为被测目标信息获取的重要来源，其计算精度成为基于FPGA实现合成孔径雷达实时回波模拟技术的关键要素。本文针对多普勒相位计算过程中存在的数值开方运算以及FPGA中专用开方器件的缺失性问题，在保证原始数据的仿真精度以及满足大位宽数据的仿真需求基础下，以XilinxVirte

2、x6sx315t为硬件平台，使用两种FPGA常用的近似方法⋯一泰勒级数展开和CORDIC算法，对于多普勒相位的定点求解进行了程序设计与实现，并将仿真结果与MATLAB双精度理论数据进行对比，验证了精度的有效性。关键词：合成孔径雷达；回波模拟；多普勒相位；泰勒级数展开中图分类号：TN957文献标识码：A文章编号：1003—0530(2013)11—1533—07ImplementationofEchoSignalDopplerPhase’SCalculationMethodinSAREchoSimulationonFPGAZHAOHongXUY

3、in—-huiZENGDa-zhiWANGHuiZHOUChao(SchoolofInformationandElectronics，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081)Abstract：Asanimportantsourcetoobtaintheinformationincludedinmeasuredtargets，thecalculationaccuracyintheDopplerphasebecamethekeyelementtoachievereal—timeSyntheticApe

4、rtureRadarechosimulationtechnologybasedonFPGA．IntheprocessofDopplerphasecalculation，againsttheissuesonthenumericalrootoperationandthemissingofspecificprescribingdevicesinFPGA，toguaranteethesimulationaccuracyintheoriginaldataandmeetthesimulationneedinbit-widedata，thispaperco

5、nsideredXilinxVirtex6sx315tasthehardwareplatform，andadoptedtwocommon印·proximationmethodonDopplerphasecalculation⋯一-TaylorseriesexpansionandCORDICalgorithm，thenshowedthecot-respondingprogramdesignandimplementationfortheDopplerphasefixed-pointsolving．Inthemeantime，thispaperco

6、rn-paredthesimulationresultsfromtwomethodswithMATLABdouble—precisiontheoreticaldata．Finally，thecomparedre—sultsprovedthevalidityofaccuracyinbothTaylorseriesexpansionandCORDICalgorithm．Keywords：SyntheticApertureRadar；Echosimulation；Dopplerphase；Taylorseriesexpansion各个用户的具体需求

7、，原始数据仿真和成像处理以1引言及图像指标的评估已经成为SAR系统研制前的必合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，简称需步骤。除此之外，在SAR实时成像系统研制以及SAR)作为一种高分辨微波成像雷达，是地面信息地面处理的过程中，我们同样需要大量的模拟回波获取的重要手段，它在国土测量、军事等领域发挥数据j。因此，SAR回波模拟技术能够为我们提供着重要作用。为确保所设计的SAR系统能够满足基本的研究手段和研究工具，它在SAR的发展和应收稿日期：2013—05—06；修回日期：2013—09一Ol1534信号处理第29卷用中，

8、具有及其重要的作用。号，设定SAR的发射脉冲串：作为雷达与目标相对运动的直观反映，多普勒t)=∑p(t—n)(1)相位是SAR回波模拟的原理依据，同样也是回波模拟精